عمليات الطرد المركزي في المختبر والاحتياطات

تستخدم أجهزة الطرد المركزي على نطاق واسع في قطاعات الكيماويات والبترول والأغذية والأدوية ومعالجة المعادن والفحم ومعالجة المياه وبناء السفن. 1. تصنيف أجهزة الطرد المركزي

تنقسم أجهزة الطرد المركزي بشكل أساسي إلى أجهزة طرد مركزي بالترشيح وأجهزة طرد مركزي للترسيب.

يتمثل المبدأ الرئيسي لجهاز الطرد المركزي للفلتر في تسريع المرحلة السائلة في الخليط السائل والصلب من الأسطوانة بواسطة قوة الطرد المركزي الناتجة عن أسطوانة الطرد المركزي عالية السرعة (مع مادة الترشيح المناسبة) ، مع ترك المرحلة الصلبة في طبل. ، لتحقيق تأثير فصل المواد الصلبة والسوائل ، أو المعروف باسم الجفاف.

يتمثل المبدأ الرئيسي لجهاز الطرد المركزي في تسريع سرعة الترسيب لمكونات الجاذبية النوعية المختلفة (المرحلة الصلبة أو المرحلة السائلة) في السائل المختلط من خلال قوة الطرد المركزي القوية الناتجة عن الدوران عالي السرعة للدوار ، وفصل المواد ذات معاملات الترسيب المختلفة وكثافة الطفو في العينة. 2. مختبر الطرد المركزي

جهاز الطرد المركزي التجريبي هو أداة تستخدم قوة الطرد المركزي الناتجة عن الدوار الدوار لفصل المواد ذات الكثافة المختلفة وأحجام الجسيمات المختلفة في التعليق أو المستحلب ، أو التحليل في نفس وقت الفصل.

التصنيف: تشمل أجهزة الطرد المركزي الكهربائية شائعة الاستخدام في المختبرات أجهزة الطرد المركزي منخفضة السرعة وعالية السرعة وأجهزة الطرد المركزي المبردة منخفضة السرعة وعالية السرعة والتحليل الفائق السرعة وإعداد أجهزة الطرد المركزي المبردة ذات الاستخدام المزدوج. من بينها ، أجهزة الطرد المركزي منخفضة السرعة (بما في ذلك السعة الكبيرة) وأجهزة الطرد المركزي المبردة عالية السرعة هي الأكثر استخدامًا. 2.1 أجهزة الطرد المركزي منخفضة السرعة

أجهزة الطرد المركزي منخفضة السرعة هي أداة تقليدية تستخدم لترسيب الطرد المركزي في المختبر. لها مزايا الأداء المستقر والاستخدام المرن والموثوقية العالية وسهولة الصيانة. يستخدم على نطاق واسع في الطب السريري والكيمياء الحيوية وعلم المناعة ومحطات الدم وغيرها من المجالات. يتميز جهاز الطرد المركزي منخفض السرعة بهيكل بسيط ويمكن تقسيمه إلى نوعين: سطح مكتب صغير ونوع أرضي. مزود بمحرك دفع ، منظم سرعة ، مؤقت وأجهزة أخرى ، وهو سهل التشغيل.

لا تتجاوز سرعة جهاز الطرد المركزي منخفض السرعة بشكل عام 4000 دورة في الدقيقة ، ولا تتجاوز السرعة عمومًا 4000 دورة في الدقيقة ، وتبلغ السعة القصوى 2-4 لتر. يتم استخدام المختبر بشكل شائع للفصل الأولي واستخراج كميات كبيرة من الجزيئات البيولوجية الكبيرة والرواسب.

مبدأ عمل أجهزة الطرد المركزي للمختبر

أثناء عملية الطرد المركزي ، يتم وضع حاوية جهاز الطرد المركزي التي تحتوي على نفس الكمية من نبيذ الاختبار بشكل متماثل في الكوب المعلق حول الدوار ، ويتم فصل النبيذ التجريبي عن طريق قوة الطرد المركزي الناتجة عن الدوران عالي السرعة للمحرك والدوار. تعتمد قوة الطرد المركزي النسبية (RCF) على نصف قطر دوران العينة أثناء الطرد المركزي والسرعة n. صيغة الحساب الخاصة بها هي كما يلي:

RCF=l.U8X10-5Xn2Xr (Xg) (1)

معادلة:

ن تعني السرعة (ص / دقيقة)

r نصف قطر الدوران (سم)

وحدة ga لتسارع الجاذبية (9.8 نيوتن / كجم)

يتم حساب الوقت T المطلوب لفصل وترسيب الجزيئات في النبيذ المختلط بالصيغة التالية:

تي=21. 4X (lnRmax-lnRmin)|^ (دقيقة) (2)

n2 r 2(0-P)

معادلة:

كثافة سائلة مختلطة P (جم / سم 3)

لزوجة النبيذ المختلطة K (P)

ن السرعة (ص / دقيقة)

r نصف قطر الدوار (سم)

. كثافة الجسيمات (جم / سم 3)

Rmax المسافة الأفقية من أسفل محلول اختبار الطرد المركزي إلى المحور (سم)

تشغيل أجهزة الطرد المركزي في المختبر وعملية الاستخدام

يجب أن تكون طاولة العمل الخاصة بجهاز الطرد المركزي عالي السرعة منضدية L مسطحة وثابتة ، ويجب أن تكون غرفة العمل نظيفة وجافة وجيدة التهوية.

تحقق مما إذا كان مقبض التحكم في السرعة لجهاز الطرد المركزي منخفض السرعة في وضع الصفر ، وما إذا كان الأنبوب الخارجي سليمًا وله وسادة مطاطية.

افتح غطاء الطرد المركزي وامسح التجويف الداخلي والدوار.

نقل المواد الطاردة المركزية إلى أنبوب طرد مركزي مناسب ، يجب أن تكون الكمية على بعد 1 ~ 2 سم من فتحة أنبوب القلب ، حتى لا يتم التخلص منها أثناء الطرد المركزي.

ضع أنبوب الطرد المركزي ليتم طرده على مقياس منصة لتحقيق التوازن ، ثم ضع أنبوب الاختبار المتوازن على الموضع المتماثل للدوار المتقاطع لجهاز الطرد المركزي.

أغلق الغطاء وقم بتشغيل الطاقة.

اضبط التوقيت.

حدد سرعة الطرد المركزي ، بعد توقف جهاز الطرد المركزي عن الدوران من تلقاء نفسه ، افتح الغطاء لتفريغ عينة الطرد المركزي.

احتياطات لأجهزة الطرد المركزي المختبرية

في الوقت الحاضر ، تستخدم أجهزة الطرد المركزي الكهربائية بشكل شائع في المختبرات. سرعة دوران أجهزة الطرد المركزي الكهربائية سريعة. انتبه للسلامة. على وجه الخصوص ، منع جهاز الطرد المركزي من التحرك أثناء العمل بسبب عدم التوازن أو تقادم وسادة أنبوب الاختبار أثناء تشغيل جهاز الطرد المركزي. عندما انكسر أنبوب الطرد المركزي بسبب الاهتزاز عندما سقط أنبوب الطرد المركزي من منصة الاختبار أو لم يكن الغطاء مغطى ، فتنسج شظايا الزجاج ، مما تسبب في وقوع حادث. لذلك ، عند استخدام جهاز الطرد المركزي ، يجب الانتباه إلى العمليات التالية:

(1) يوجد قطن أو وسادة أنبوب اختبار في الجزء السفلي من غلاف آلة Gaoxin ؛ تحقق دائمًا من الدوار وأنبوب الطرد المركزي المستخدم في التجربة بحثًا عن الشقوق والشيخوخة وما إلى ذلك ، وإذا كان هناك أي اتصال ، فيجب استبداله في الوقت المناسب.

(2) إذا كان جهاز الطرد المركزي الكهربائي صاخبًا أو يهتز الجسم ، فيجب قطع التيار الكهربائي على الفور ، ويجب التخلص من الخطأ في الوقت المناسب.

صيانة أجهزة الطرد المركزي للمختبر

لا تضع أي مادة على غطاء جهاز الطرد المركزي. بعد كل استخدام ، تأكد من تنظيف التجويف الداخلي والدوار.

إذا لم يتم استخدام جهاز الطرد المركزي عالي السرعة المكتبي لفترة طويلة ، فيجب فتح غطاء جهاز الطرد المركزي لفترة من الوقت قبل الاستخدام ، ويجب تجفيف التجويف الداخلي.

من الطبيعي أن تبلى أجهزة الطرد المركزي بعد الاستخدام طويل الأمد.

اترك أنبوب الطرد المركزي على الفور بعد الاستخدام.

المعرفة الأساسية لأجهزة الطرد المركزي

يتم اختيار أجهزة الطرد المركزي ، وفقًا لحجم عبء العمل ، بشكل أساسي من جانبين: السرعة والسعة. فيما يلي مقدمة مفصلة للعديد من الفطرة السليمة لأجهزة الطرد المركزي:

سرعة الدوران: تنقسم أجهزة الطرد المركزي إلى أجهزة طرد مركزي منخفضة السرعة (. ؛ 30000 دورة في الدقيقة / دقيقة) وفقًا للسرعة القصوى. ، كل جهاز طرد مركزي له سرعة قصوى مصنفة. تشير السرعة القصوى إلى السرعة في ظل ظروف عدم التحميل ، لكن السرعة القصوى تختلف وفقًا لنوع الدوار وحجم العينة. على سبيل المثال: السرعة المقدرة لجهاز الطرد المركزي هي 16000 دورة في الدقيقة / دقيقة ، مما يعني أن الدوار يدور 16000 مرة في الدقيقة عندما لا يكون هناك حمل. بعد إضافة العينة ، ستكون السرعة بالتأكيد أقل من 16000 دورة في الدقيقة / دقيقة. تختلف السرعة القصوى أيضًا (1) يمكن تجهيز جهاز طرد مركزي مستورد بعدة دوارات) ، والسرعة القصوى لجهاز الطرد المركزي المحدد أعلى من السرعة المستهدفة. على سبيل المثال: السرعة المستهدفة هي 16000 دورة في الدقيقة / دقيقة ، ويجب أن تكون السرعة القصوى لجهاز الطرد المركزي المحدد أعلى من 16000 دورة في الدقيقة / دقيقة.

(2) درجة الحرارة: سيتم تدمير بعض العينات (مثل البروتينات والخلايا وما إلى ذلك) في بيئة ذات درجة حرارة عالية ، لذلك يجب عليك اختيار جهاز طرد مركزي مبرد. جهاز الطرد المركزي المبرد لديه نطاق درجة حرارة مصنفة. عندما يعمل جهاز الطرد المركزي بسرعة عالية ، يتم موازنة الحرارة الناتجة عن جهاز الطرد المركزي مع نظام التبريد الخاص بالطرد المركزي عند درجة حرارة معينة (بشكل عام ، يجب الاحتفاظ بعينات الطرد المركزي المبردة عند 3P ~ 8 ° C). ترتبط الكمية المحددة أيضًا بالدوار ، مثل جهاز الطرد المركزي. نطاق درجة الحرارة المقدرة هو -10P ~ 60 درجة مئوية. عند تركيب دوار أفقي ، يمكن أن يصل إلى حوالي 37٪ عندما يدور. إذا كان دوارًا بزاوية ، فقد يصل فقط إلى حوالي 7P.

(3) السعة: كم عدد أنابيب العينات التي تحتاج إلى الطرد المركزي في كل مرة؟ ما مقدار السعة التي يحتاجها كل أنبوب عينة؟ تحدد هذه العوامل السعة الإجمالية لجهاز الطرد المركزي. ببساطة ، السعة الإجمالية لجهاز الطرد المركزي=سعة كل أنبوب طرد مركزي × عدد أنابيب أجهزة الطرد المركزي. السعة الإجمالية تطابق حجم عبء العمل.

14) الدوار: هناك نوعان رئيسيان من دوارات أجهزة الطرد المركزي. الدوار الأفقي: تكون السلة المعلقة في حالة أفقية أثناء التشغيل وتكون بزاوية قائمة على العمود. تركز العينة الرواسب على الجزء السفلي من أنبوب الطرد المركزي: زاوية الدوار: تكون حاوية جهاز الطرد المركزي والعمود بزاوية ثابتة ، وتركز العينة على الرواسب في الجزء السفلي من أنبوب الطرد المركزي والجدار الجانبي بالقرب من القاع. إذا كنت تريد أن تركز العينات المنفصلة على الجزء السفلي من أنبوب جهاز الطرد المركزي ، فاختر دوارًا أفقيًا. إذا كنت تريد أن تركز العينة على الجزء السفلي من أنبوب الطرد المركزي والجدار الجانبي بالقرب من الجزء السفلي ، فاختر دوارًا زاويًا.

هناك أيضًا بعض الاختبارات الخاصة أو العينات الخاصة التي تتطلب دوارات خاصة ، مثل: سلال معلقة كبيرة السعة (تستخدم في الغالب في محطات الدم) ، دوارات لوحة الإنزيم ، دوارات الشرائح الزجاجية ، دوارات PCR ، دوارات رف أنبوب الاختبار ، الدوارات الشعرية ، إلخ. • الدوار له مواصفات ثابتة ، والتي يتم دمجها مع سعة جهاز الطرد المركزي ، مثل دوار بزاوية 36X5 مل ، والذي يحدد نوع الدوار وسعة جهاز الطرد المركزي ، لذا فإن اختيار الدوار مهم للغاية.

⑸ نظام التحكم: تعتمد جميع أجهزة الطرد المركزي المتطورة أنظمة التحكم في الحواسيب الصغيرة. لا يمكن لأنظمة التحكم هذه ضمان التشغيل الآمن لجهاز الطرد المركزي فحسب ، بل يمكنها أيضًا إكمال المهام تلقائيًا. العديد من أجهزة الطرد المركزي لديها الآن أنظمة تحكم متوافقة مع البشر بشكل أفضل. على سبيل المثال: وظيفة تحديد الدوار ، وظيفة قفل الأمان ، وظيفة الخطأ الفوري ، منحنى التسارع والتباطؤ ، إلخ.

بالإضافة إلى النقاط المذكورة أعلاه ، يجب الانتباه إلى بعض التفاصيل والإكسسوارات الضرورية. المكون الرئيسي لجهاز الطرد المركزي هو المحرك. ينقسم المحرك إلى محرك بفرشاة كربون ومحرك بدون فرش. تم القضاء على السابق. معظم أجهزة الطرد المركزي الآن عبارة عن محركات بدون فرش ، وبعض المحركات بها أيضًا وظيفة الفرامل.

تختلف أجهزة الطرد المركزي المبردة أيضًا من حيث التبريد. التكنولوجيا الحالية الصديقة للبيئة هي بالطبع تبريد خالٍ من مركبات الكربون الكلورية فلورية. بالإضافة إلى ذلك ، يجب مراعاة مشكلة الضوضاء ، ومحاولة اختيار جهاز طرد مركزي منخفض الضوضاء ، وذلك للحفاظ على بيئة تجريبية مريحة.

كن حذرًا فيما يتعلق بالملحقات. تحتاج بعض التجارب إلى استخدام أنابيب طرد مركزي خاصة (عينات سامة لأجهزة الطرد المركزي أو عينات تتطلب جهاز طرد مركزي عالي السرعة). يجب أن تكون أنابيب أجهزة الطرد المركزي هذه مزودة بأغطية مناسبة لتكون أكثر أمانًا.

الفرق بين أجهزة الطرد المركزي للتجارب المختلفة

① أجهزة الطرد المركزي العادية (غير المبردة) هذا النوع من أجهزة الطرد المركزي له هيكل بسيط نسبيًا ويمكن تقسيمه إلى نوعين: سطح مكتب صغير وقائم على الأرض. وهي مجهزة بمحرك ، ومنظم سرعة ، ومؤقت ، وما إلى ذلك ، وهي سهلة التشغيل. لا تتجاوز سرعة أجهزة الطرد المركزي منخفضة السرعة بشكل عام 4000 دورة في الدقيقة ، ويمكن أن تصل السرعة القصوى لأجهزة الطرد المركزي عالية السرعة أعلى المنضدة إلى 18000 دورة في الدقيقة.

لا تتجاوز سرعة أجهزة الطرد المركزي المبردة ذات السرعة المنخفضة بشكل عام 4000 دورة في الدقيقة ، وتبلغ السعة القصوى 2 ~ 4 لتر. يستخدم بشكل شائع في المختبر لعدد كبير من الجزيئات البيولوجية الكبيرة والرواسب وما إلى ذلك ، على التوالي. دورها

هناك نوعان من أنابيب الطرد المركزي ، وهي مصنوعة من سبائك الألومنيوم ، النوع المسطح والنوع الزاوية ، مع الزجاج الصلب والبلاستيك الصلب والبولي إيثيلين وأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ. جهاز الطرد المركزي مجهز بمحرك وجهاز توقيت ومنظم

(مؤشر السرعة) ونظام التبريد (نطاق ضبط درجة الحرارة هو -20 ^ +40seven) ، وفقًا للحاجة إلى مادة الطرد المركزي ، يمكن تغيير الدوار ذي السعة المختلفة ونوع السرعة المختلف.

® يمكن أن تصل سرعة أجهزة الطرد المركزي المبردة عالية السرعة إلى أكثر من 20000 دورة في الدقيقة. بالإضافة إلى أداء وهيكل جهاز طرد مركزي مبرد منخفض السرعة ، فإن دوارات الزاوية المستخدمة في أجهزة الطرد المركزي عالية السرعة كلها مصنوعة من سبائك التيتانيوم وسبائك الألومنيوم. أنبوب الطرد المركزي مصنوع من بلاستيك البولي إيثيلين الصلب مع غطاء. يستخدم هذا النوع من أجهزة الطرد المركزي في الغالب لجمع الكائنات الحية الدقيقة ، وحطام الخلايا ، والخلايا ، والعضيات الكبيرة ، ورواسب حامض الكبريتيك ، والرواسب المناعية.

يمكن أن تصل سرعة دوران أجهزة الطرد المركزيUltracentrifuge إلى أكثر من 30000 دورة في الدقيقة ، والتي يمكنها تصنيف الأعضاء تحت الخلوية واستخدامها لتحديد الوزن الجزيئي للبروتين والحمض النووي. الدوار مصنوع من سبائك التيتانيوم عالية القوة ، والتي يمكن تغييرها بسعات مختلفة وأنواع مختلفة من دوارات السرعة وفقًا للمتطلبات. هناك نوعان من محركات الطرد المركزي الفائق ، أحدهما هو التسريع المباشر للمحرك المعدل بالتردد ، والآخر هو التسريع من خلال علبة التروس متغيرة السرعة. من أجل تجنب توليد الحرارة للمحرك أثناء التشغيل عالي السرعة ، يتم تثبيت نظام محرك تبريد (مبرد بالهواء ، ومبرد بالماء) ، ومحدد السرعة ، ومؤقت ، ومسجل السرعة ، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك ، تم تجهيز جهاز الطرد المركزي الفائق أيضًا بنظام تفريغ.